(Kovar kepada Bahagian AluminaMenghasilkan olehWintrustek)

I. Gambaran keseluruhan Kovar

Kovar ialah aloi pengembangan berasaskan besi-nikel-kobalt yang ciri utamanya ialah pekali pengembangan habanya sepadan dengan beberapa gelas keras dan seramik (seperti alumina) sepanjang julat suhu tertentu. Ciri ini menjadikannya bahan pengedap penting dalam pembungkusan elektronik, aeroangkasa, laser dan industri lain. Ia biasanya digunakan untuk membuat komponen logam untuk pengedap hermetik dengan kaca atau seramik.

Penamaan "4J" untuk aloi ketepatan di bawah piawaian kebangsaan (GB) China mewakili aloi yang mempunyai ciri pengembangan "mendekati" (J) nilai tertentu.

II. Analisis Terperinci Tiga Gred Kovar

Kesamaan: Ketiga-tiganya adalah berdasarkan Fe-Ni-Co dan mempunyai sifat pengembangan yang serupa dengan kaca keras dan seramik. Lengkung pengembangan terma, suhu Curie, dan ciri mekanikal berbeza dengan ketara akibat perubahan komposisi yang sedikit.

1. 4J29 (the most classic and widely used Kovar)

Komposisi Biasa:Fe-29Ni-17Co, dengan penambahan kecil unsur penyahoksida seperti mangan dan silikon.

Ciri-ciri Pengembangan: Purata pekali pengembangan linear sangat dipadankan dengan kaca kumpulan molibdenum DM-308 dan seramik alumina 92-96% merentasi julat 20-450°C.

Parameter Utama:

• Suhu Curie: Kira-kira 430°C (kehilangan sifat feromagnetik melebihi suhu ini).

• Bahan Padanan: Seramik alumina tinggi, gelas kumpulan molibdenum.

• Rawatan Permukaan: Lazimnya memerlukan penyaduran nikel atau emas untuk meningkatkan kebolehtelapan dan rintangan kakisan.

• Aplikasi Utama: Tiub gelombang mikro, laser, perumah litar bersepadu, geganti kebolehpercayaan tinggi, penyambung bertutup aeroangkasa.

2. 4J33 dan 4J34 (Kovar Diperbaiki)

Aloi ini adalah varian yang dibangunkan untuk menangani kekurangan 4J29 (seperti pekali pengembangan suhu rendah yang dinaikkan), yang menampilkan suhu Curie yang lebih tinggi.

Perbezaan Komposisi:

• 4J33: Fe-33Ni-14Co (reduced cobalt, increased nickel).

• 4J34: Fe-31Ni-15Co (composition intermediate between the two).

Ciri-ciri Pengembangan:Pada suhu bilik hingga lebih kurang 300°C, pekali pengembangan adalah lebih rendah sedikit daripada 4J29, menawarkan keserasian yang lebih baik dengan cermin mata atau seramik khusus tertentu.

Kelebihan Utama—Suhu Curie Tinggi:

• 4J29: ~430°C

• 4J33: ~500°C

• 4J34: ~480°C

Kepentingan:Suhu Curie yang lebih tinggi memastikan bahan kekal bukan magnet pada suhu operasi yang tinggi, menghalang gangguan magnetik dengan instrumen berketepatan tinggi frekuensi tinggi.

Pemilihan Aplikasi: Sesuai untuk persekitaran suhu tinggi atau aplikasi sensitif magnet, atau dipilih berdasarkan ujian pemadanan lengkung pengembangan dengan bahan pengedap khusus.

III. Kelebihan Teras Memateri Kovar dengan Seramik Alumina

Pengedap hermetik kedap gas Kovar dan seramik alumina melalui pematerian ialah teknologi penting dalam pembungkusan elektronik moden, dengan faedah utama berikut:

1. Padanan Pengembangan Terma Luar Biasa (Kelebihan Asas)

Apabila menyejukkan daripada pematerian ke suhu bilik, kadar penguncupan yang sama bagi kedua-dua bahan sangat mengurangkan baki tekanan haba pada sambungan. Ini berjaya menghapuskan keretakan seramik dan keretakan jahitan pateri, menghasilkan kebolehpercayaan maksimum.

2. Mencapai Keketatan Gas Tinggi

Kadar kebocoran helium dalam sistem matang selalunya jatuh di bawah 1×10⁻⁸ Pa·m³/s untuk komponen tertutup, dengan berkesan mengasingkan kelembapan luaran dan oksigen. Ini memenuhi keperluan kebolehpercayaan yang teruk untuk aeroangkasa, ketenteraan dan aplikasi permintaan tinggi yang lain.

3. Kekuatan Mekanikal Unggul dan Integriti Struktur

Kovar provides sokongan mekanikal yang kuat dan keliatan, manakala seramik alumina memberikan penebat dan kekerasan yang sangat baik. Memateri bahan-bahan ini menghasilkan struktur komposit yang teguh dengan ciri perlindungan dan fungsian.

4. Proses Matang dan Kebolehpercayaan Tinggi

Rantaian proses yang konsisten telah dibina, yang termasuk pemekatan seramik (teknik molibdenum-mangan), penyaduran nikel, pemasangan dengan komponen Kovar, dan pematerian vakum/persekitaran pelindung. Proses ini sangat terkawal, sesuai untuk pengeluaran besar-besaran, dan menghasilkan hasil yang tinggi dengan kualiti yang konsisten.

IV. Rumusan Perbandingan dan Syor Pemilihan

Ⅴ. Kesimpulan

Dalam keluarga Kovar, 4J29 ialah bahan standard dan disyorkan untuk memateri seramik alumina tinggi, memberikan keseimbangan prestasi, kos dan kebolehpercayaan yang baik. 4J33/34 ialah peningkatan prestasi untuk aplikasi tertentu yang memerlukan suhu operasi yang lebih tinggi atau ciri bukan magnet yang ketat.Pateri Kovar dengan seramik alumina, yang disokong oleh padanan pengembangan terma mereka, telah menjadi standard industri untuk pembungkusan hermetik bagi komponen elektronik dan optoelektronik kebolehpercayaan tinggi.